DE1049171B

DE1049171B - Kohlerohr

Info

Publication number: DE1049171B
Application number: DEU3204A
Authority: DE
Inventors: Robert Paul Stambaugh; Willie Howard Watts
Original assignee: Union Carbide Corp
Current assignee: Union Carbide Corp
Priority date: 1954-02-17
Filing date: 1955-02-11
Publication date: 1959-01-22

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf ein mit einem wärmehärtenden Harz imprägniertes Kohlerohr, weiches erfindungsgemäß mit einer Ummantelung versehen ist. Diese Ummantelung ist als Gewebeumhüllung ausgebildet, die außen auf dem Kohlerohr eng anliegt und mittels eines wärmeliärtenden Kunstharzes fest mit dem Rohr verbunden ist.

Leitungen aus Kohlerohren werden für eine Reihe von industriellen Zwecken verwendet, bei denen Materialien mit einem hohen Grad an Widerstandsfähig keit gegenüber Hitze und Korrosion erforderlich sind.

Zur Behebung der Durchlässigkeit des Kohlerohres infolge der porösen Struktur und der verhältnismäßig geringen mechanischen Festigkeit wurden Kohlerohre mit einem wärmehärtbaren Harzmaterial imprägniert und das imprägnierte Rohr erhöhter Temperatur ausgesetzt, um das Harz in die unschmelzbare Form umzuwandeln. Eine derartige Behandlung macht das Rohr undurchlässig und ejrhöht auch in einigem Maße dessen mechanische Festigkeit, doch ist ein derart behandeltes Rohr ziemlich spröde und zersplittert oder bricht deshalb bei Stoß oder Schlag. Dieser Übelstand wird gemäß der Erfindung vermieden durch eine knapp sitzende, mit dem Rohr mittels eine? wärmegehärteten Kunstharzes fest verbundene Gewebeumhüllung des Rohres, die vorzugsweise als Hülse ausgebildet ist. Die Vereinigung wird in bekannter Weise durch Anwendung erhöhter Temperatur zur Wärmehärtung des Harzes durchgeführt. Die mechanische Festigkeit der Verbindung gemäß der Erfindung ist außerordentlich hoch und übertrifft die Festigkeit der bekannten Verbindungen erheblich.

Eine andere Art, die Durchlässigkeit von kohlehaltigen Kunststoffrohren zu beheben und deren Festigkeit zu erhöhen, besteht in einem Verfahren, diese Rohre mit einer metallischen Ummantelung zu versehen. Derartige Rohre finden in dem begrenzten technischen Gebiet, in welchem unter Druck gearbeitet wird, als Bestandteile chemisch-technischer Apparate Verwendung. Es ist für diese Rohre allerdings notwendig, sie in die entsprechend passenden Eisenummantelungen einzukitten.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung besteht die Umhüllung bzw. die Hülse aus Glasgewebe. Eine geflochtene Glasmatte stellt ein besonders gut geeignetes Material dar, wobei vorzugsweise die Faserrichtung des gewebten HülLenmaterials einen Winkel von etwa 45° mit der Längsachse des Rohres bildet, was auch bei anderen Geweben vorteilhaft ist.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich die Umhüllung bzw. Hülse über die gesamte Länge des Rohrendes bis zum Ende der Bohrung.

Anmelder:

Union Carbide Corporation,
New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dr. phil. Dr. rer. pol. K. Köhler,
Patentanwalt, München 2, Amalienstr. 15

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 17. Februar 1954

Robert Paul Stambaugh, Grand Island, N. Y.,
und Willie Howard Watts, Avon Lake, Ohio (V. St. A.J, sind als Erfinder genannt worden

Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird mit Vorteil ein Kohlerohr mit einer eng anliegenden Gewebeumhülllung umgeben, das umhüllte Rohr mit einem wärmehärtenden Harz imprägniert und das imprägnierte, umhüllte Rohr auf eine die Härtung des Harzes herbeiführende Temperatur erhitzt und das Rohr mit der Umhüllung fest verbunden. Dabei wird zweckmäßig das wärmegehärtete Harz dem Rohr vor der Umhüllung mit der Gewebeumhüllung oder Hülse einverleibt. Das gemäß der Erfindung zu benutzende wärmehärtbare Harz kann irgendein synthetisches Harz sein, das in situ in die wärmegehärtete Form durch Polymerisation oder Kondensation übergeführt werden kann, wobei diese Umwandlung durch Wärme oder durch Verwendung geeigneter Katalysatoren beschleunigt werden kann. Darüber hinaus soll das Harz auch die Poren des Kohlerohres durchdringen können, um das Rohr gegenüber flüchtigen Stoffen undurchlässig zu machen.

Das Harz soll außerdem das Hüllenmaterial an das Rohr binden, können.

Geeignete Arten von. synthetischen Harzen, die ■— wie gefunden wurde — bei der Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahren verwendbar sind, sind die folgenden: Phenolaldehydharze, z. B. Phenolformaldehydharze, Harze vom Epoxytyp, beispielsweise solche, die durch Umsetzung von Epichlorhydrin mit einem mehrwertigen Phenol erhalten werden; Harze vom Melamin.- und Harnstoff -Formaldehyd-Typ;

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wärmehärtbare Alkydharze; Kontaktharze, z. B. Co- Katalysator enthalten kann, gelöst oder suspendiert

polymeren, die bei der Umsetzung eines Vmylmono- ist, aufgebracht werden.

meren, wie Styrol, mit einem ungesättigten linearen Die eine Ausführungsform der Erfindung wird vorPolyester, wie beispielsweise einem Glykolmaleat, in zugsweise wie folgt durchgeführt: Ein Kohlerohr von Gegenwart eines Peroxydkatalysators erhalten wer- 5 geeignetem Durchmesser wird senkrecht aufgestellt, den; wärmehärtbare polymere Harze vom Silikontyp; ein geeigneter Verteiler wird an dessen oberem Ende Harze vom Furantyp, wie Furfurol-Phenol-Konden- angebracht, und ein Hüllenmaterial aus geflochtenem sate oder Harze, die bei der Säurekatalyse von Fur- Glas von geeigneter Größe wird über die Anordnung furylalkohol erhalten werden, und wärmehärtbare von Verteiler und Rohr gezogen, wobei die Faser-Keton-Aldehyd-Harze. io richtung der Hülse mit der Längsachse des Rohres

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben, sich vorzugsweise einen Winkel von etwa 45° bildet,

aus der Zeichnung und ihrer Beschreibung. Dann wird das Hüllenmaterial¹ über dem Kohlerohr

In der Zeichnung ist ein Kohlerohr oder eine Kohle- geglättet und durch geeignete Mittel an beiden Enden

leitung 2 dargestellt, die mit einer knapp sitzenden des Rohre befestigt. Das faserüberzogene Rohr wird

Hülle aus einem Fasermaterial 4 umhüllt ist, wobei 15 dann in einen Holztrog gebracht, um eine Faltenbil-

die Poren 6 des Rohres-, seine Oberfläche und die Zwi- dung des Hüllenmaterials zu verhindern, schließlich

schenräume zwischen den Fasern der Hülle mit einem wird die gesamte Anordnung in ein Imprägniergefäß

wärmehärtbaren synthetischen Harz imprägniert sind, gelegt. Das diese Anordnung enthaltende Imprägnier-

das in die wärmegehärtete Form übergeführt wurde gefäß wird bis zu einem Druck von etwa 10 mm Hg

und dazu dient, das Rohr und die Hülle miteinander 20 evakuiert und etwa 15 Minuten bei diesem Druck be-

zu verbinden. Auf Grund der Anwesenheit des wärme- lassen. Dann wird ein wärmehärtbares Phenolform-

gehärteten Harzes in dem Rohr wird dieses gegen- aldehydharz in das Imprägniergefäß derart eingeführt,

über flüchtigen Stoffen undurchlässig gemacht, und daß die Anordnung bedeckt ist, und der Druck im

die harzgebundene Hülle verleiht dem Rohr die ge- Gefäß auf 5,6 atü erhöht Das Gefäß wird etwa

wünschten Festigkeitseigenschaften. Dadurch wird 25 2 Stunden bei diesem Druck gehalten. Die Rohranord-

die Elastizitätsgrenze des Rohres erhöht, die Bruch- nung wird dann herausgenommen und in einen Här-

fortpfianzung vermindert, und im Falle eines Bruchs tungsautoklav eingebracht, wo· sie etwa 8 Stunden bei

werden die Bruchstücke in ihrer ursprünglichen Lage einer Temperatur von etwa 90° C verbleibt. Daran

verbleiben. anschließend wird eine weitere Härtungsbehandlung

Ein Verfahren zur Herstellung des harzimprägnier- 3° von etwa 3 Stunden bei 150° C und 5,6 atü dutrdigeten, mit Stoff umhüllten Kohierohres besteht im Um- führt. Gewünschtenfalls kann das so behandelte Rohr hüllen des Rohres mit einem knapp sitzenden Gewebe- in der gleichen Weise wie oben beschrieben,- beispielsmaterial, das die Form einer Hülse haben kann. Das weise mit einem Harz vom Furantyp erneut impräumhüllte Rohr wird dann in einem Imprägniergefäß gniert, dann in den Härtungsautoklav eingebracht und bei verminderten und erhöhten Drücken mit einem 35 etwa 3 Stunden bei einem Temperaturanstieg voa wärmehärtbaren Harz imprägniert, das nach der Im- Zimmertemperator bis 150° C gehärtet werden, wora« prägnierung, beispielsweise durch Erwärmen, in die sich dann eine weitere Härtungsperiode von 3· Standes unschmelzbare Form übergeführt wird. Wenn er- unter Aufrechterhaltung der Temperaturen im Härwünscht, kann auch für einige Anwendungszwecke tungsgefäß bei etwa 150° C anschließt,
eine zweite Imprägnierung auf das imprägnierte Rohr 40 Zum Vergleich der mechanischen Festigkeit des exaufgebracht werden. Es wurde als zweckmäßig be- findungsgemäßen Rohres mit einem gemäß dem Stand funden, einen geeigneten Katalysator zur Beschleuni- der Technik hergestellten Rohr wurde eine Reibe voh gung der Umwandlung des. imprägnierten wärmehärt- Versuchen mit folgenden Ergebnissen durchgeführt: baren Harzes in die unschmelzbare Form zu verwen- Ein Stück von 30 cm Länge eines üblichen fiarzimprä·- den, beispielsweise ein wasserlösliches basisches Mit- 4-5 gnierten Graphitrohres mit 5 cm Außendurcfamesser tei„ wie Natriumhydraxyd oder Natriumcarbonat bei und 4 cm Innendurchmesser hielt die Belastung mit der Verwendung eines. Phenolformaldehydharzes,, oder einer durchschnittlichen zentralen Belastung" von einen Arylsulfansäure- oder Sulfcmylehloridkatalysator 480 kg nicht aus. Darüber hinaus wurde dieses Rohr bei Verwendung eines Harzes vom Furarttyp·. Ein vollstänrfig zerbrochen, und die Bruchstücke fielen aus zufriedenstellende Ergebnisse liefernder Imprägnier- 50 der Testapparatar heraus.

überzug enthält 100 Gewichtsteile eines wärmehärt- Ein erfindungsgemäß hergestelltes faarzimprägnierbaren Phenolformaldebydharzes, 1 Gewichtsteil· Lam- tes, mit einem Gewebe -omMlltes Rohr mit den penruß zusammen mit einem Acetonträger in so hin- gleichen Dimensionen wie das getestete, bisher übliche reichender Menge, daß eine dünne streichfähige Lö- Rohr versagte erst,, wenn eine durchschnittliche zen surig gebildet wird. 55 trale Belastung- von· 521 kg- ausgeübt wurde, Das Rohr

Das erfindungsgemäße imprägnierte umhüllteKohle- gab in der Testapparatur mir nach, und die Teile berohr kann· auch aus einem im Handel erhältlichen» ge- hielten ihre ursprüngliche relative Lage bei.
genüber flüchtigen Stoffen und. undurchlässigenKoMe- Es wurden auch Teste zum Vergleich der Bfuclirohr hergestellt, werden. Bei Verwendung dines» der- fortpflanzung eines, in der bisner üblichen' Weise ήη-artigen Rohres wird· das gleiche Verfahren der Her- 60 prägnierten KoMerohres- mit der. des erfindungsge-Stellung angewandt, das im Vorstehenden· unter Bezug. maß hergestellten Rohres: durchgeführt Dabei wurde' auf die Verwendung eines gewöhnlichen Köhferalires ein. fester Gegenstand mit dent' bisher üblichen Mofafbeschrieben wurde.. Das Rohr wird mit der Gewebe- typ> geschlagen, umä es wurde beobachtet, daß- dabei in hülle umgeben,, mit einer Lösung, Suspension, odtei" einem ausgedehnten Gebiet Bräche und viele' kleine Aufschlämmung des-, wärmehärfharen; Harzes imprä.- 65 Rahrfragnienfe entstanden,, während bei dem imprägniert, das in irgendeiner geeigneten Weise in-, die gmierten, umhüllten Rohr der Erfindung die Beschädiwärmegehärtete Form übergeführt wird. Das: Imprä,- gang auf die unmittelbare Umgebung dear Stoßiäche gnierhaiz kann auf das umhüllte Rohr durch AmI- begrenzt war.. Darübeu bitiaus ging dbr Brtteh in streichen oder Überziehen mit dem Satz, das i» einigem' Fällen» nickt über den Querschnitt,, wo. di© Be^ einem flüchtigen Lösungsmittelträger, der. aoieh einen 70 Schädigung erfolgte, hinaus. - -

Claims

Patentansprüche:

1. Kohlerohr mit einer Ummantelung, bei dem die Kohle mit einem wärmegehärteten Harz imprägniert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ummantelung als Gewebeumhülllung ausgebildet ist, außen auf dem Rohr eng anliegt und mittels eines wärmegehärteten Kunstharzes fest mit dem Rohr verbunden; ist.

2. Kolilerohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewebeumhüllung aus Glasgewebe besteht.

3. Kohlerohr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Gewebeumhüllung über die gesamte Länge des Rohres erstreckt.

4. Verfahren zur Herstellung eines gewebeumhüllten, mit Harz imprägnierten Kohlerohres nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kohlerohr mit einer eng anliegenden Gewebeumhüllung umgeben, das umhüllte Rohr mit einem wärmehärtenden Harz imprägniert und das imprägnierte, umhüllte Rohr auf eine die Härtung

des Harzes herbeiführende Temperatur erhitzt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmegehärtete Harz dem Rohr vor der Umhüllung mit der Gewebehülse einverleibt wird.

6. Kohlerohr nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage der verwobenen Fasern der Gewebeumhüllung in einem Winkel von etwa 45° zu der Rohrlängsachse angeordnet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 687 872, 610 652;
Zeitschrift »Kunststoffe« (1953), H. 10, S. 376;
Zeitschrift »Werkstoffe und Korrosion« (1951), H. 3, S. 94;

Werbeblatt der Fa. National Carbon Comp. Inc., so New York (USA.): »National Karbate, Carbon and Graphite corrosion resistant Pipe, Tubes and Fittings« (1942).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

80S 730/240 1.59